FR2952338A1 - Rolling tire for use on rigid wheel for ski lift, has internal layer made of elastomer material having aspect in order to form wear indicator of external layer when internal layer is appeared below external layer - Google Patents
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Abstract
Description
1 La présente invention concerne un bandage de roulement en matière élastomère adapté pour être monté sur la périphérie d'une roue supportant un câble au niveau d'une gorge centrale, en particulier pour remontée mécanique. The present invention relates to a tread of elastomeric material adapted to be mounted on the periphery of a wheel supporting a cable at a central groove, in particular for mechanical lift.
Actuellement, les bandages utilisés dans l'industrie des remontées mécanique sont en caoutchouc pour des raisons de coût matière et de tenue thermique. Les roues munies de ces bandages sont en général alignées côte à côte par série de quatre ou huit au sommet des pylônes des remontes pente. Ces roues s'usent en une ou deux saisons de manière inégale, selon l'intensité de leur utilisation, les roues d'extrémité de chaque série s'usant plus rapidement que les roues centrales. Ainsi, les roues d'extrémités voient leur bandage changé trop tard alors que les bandages des roues centrales sont changés trop tôt. Par ailleurs, l'usure est inégale d'un pylône à l'autre. Il est également très difficile d'identifier du pied d'un pylône quels bandage sont à remplacer de ceux qui ne le sont pas, ou d'évaluer un degré général d'usure d'un parc de roues, de sorte que les campagnes de remplacement sont souvent globales mais non optimisées pour les raisons évoquées précédemment. L'abrasion par le câble n'est pas la seule cause de détérioration des bandages. Une autre cause importante réside dans l'échauffement considérable du caoutchouc sous le câble qui entraîne le vieillissement rapide du matériau. A l'échauffement par frottement externe du câble s'ajoute un échauffement prépondérant par frottement interne dû à la déformation élastique du caoutchouc sous la pression du câble. Ainsi, les bandages de l'art antérieur ne donnent pas entièrement satisfaction. Currently, the bandages used in the ski lift industry are made of rubber for reasons of material cost and heat resistance. Wheels equipped with these bandages are generally aligned side by side in sets of four or eight at the top of the lift towers. These wheels wear out in one or two seasons unevenly, depending on the intensity of their use, the end wheels of each series being worn more quickly than the central wheels. Thus, the end wheels see their bandage changed too late while the center wheel bandages are changed too soon. In addition, the wear is uneven from one pylon to another. It is also very difficult to identify the foot of a pylon, which bandage is to replace those which are not, or to assess a general degree of wear of a wheel park, so that the campaigns of replacement are often global but not optimized for the reasons mentioned above. Abrasion by cable is not the only cause of damage to the bandages. Another important cause lies in the considerable heating of the rubber under the cable which causes rapid aging of the material. To the heating by external friction of the cable is added a preponderant heating by internal friction due to the elastic deformation of the rubber under the pressure of the cable. Thus, the bandages of the prior art are not entirely satisfactory.
Un but de la présente invention est donc de résoudre les problèmes cités précédemment, à l'aide d'une solution simple à fabriquer, facile à fabriquer et à utiliser. Ainsi, la présente invention a pour objet un bandage de roulement en matière élastomère adapté pour être monté sur la périphérie d'une roue supportant un câble au niveau d'une gorge centrale, en particulier pour remontée mécanique, comportant au 2 moins, empilées de l'intérieur vers l'extérieur, une toile, une couche interne et une couche externe destinée à être au contact direct du câble, caractérisé en ce que la couche interne est réalisée dans une matière élastomère présentant un aspect différent de celui de la matière élastomère constituant la couche externe, de manière à former un témoin visuel d'usure de ladite couche externe lorsque la couche interne, suite à une usure par abrasion due au frottement du câble, apparaît localement sous la couche externe. Selon des modes de réalisation préférés, le dispositif selon la présente invention comprend l'une au moins des caractéristiques suivantes : - la matière élastomère de la couche interne et celle de la couche externe comprennent au moins une charge et au moins un agent de vulcanisation, lesdites charges et lesdits agents de vulcanisation étant choisis pour que les couches interne et externe aient un aspect différent ; - les matières élastomères de la couche interne et de la couche externe ont une dureté shore similaire, proche de 80 à 90 Shore ; - la ou les charge(s) de la couche interne présente(nt) une couleur contrastant avec celle de la ou des charge(s) de la couche externe, par exemple une couleur blanche pour la couche interne et une couleur noire pour la couche externe ; - l'épaisseur de la couche externe, à l'endroit de la gorge de réception du câble, est de l'ordre de 5 à 10 mm, tandis que l'épaisseur totale du bandage est comprise entre environ 40 et 60 mm pour une roue de support ayant un diamètre de l'ordre de 400 à 600 mm ; - les couches interne et externe sont parfaitement 30 concentriques et d'épaisseur respective régulière à l'endroit de la gorge de réception ; - le bandage comporte en outre une fine couche intermédiaire entre la couche interne et la couche externe, ladite couche intermédiaire présentant une couleur différente de celle de la 35 couche externe et de la couche interne pour former un second témoin visuel d'alerte d'usure imminente de la couche interne. 3 Avantageusement, la couche externe comporte : - environ 52% d'élastomère ± 5%, dont : * environ 19% de caoutchouc naturel ± 4%, * environ 16,5% de caoutchouc SBR ± 3%, * environ 16,5% de caoutchouc BR ± 3%, - environ 45,5% de charges ± 4,5%, dont : * environ 43,5% de noir de carbone, et * environ 1,5% d'huile aromatique ou compatible avec un les polymères polaires ± 1%, - environ 2,5% de vulcanisant ± 0,5%, dont : * environ 2% de soufre, et * environ 0,5% d'accélérateur De préférence, la couche interne comporte : - environ 56% d'élastomère ± 5%, mais toujours dans une 15 proportion supérieure à la couche externe, dont : * environ 19% de caoutchouc naturel ± 4%, * environ 16,5% de caoutchouc SBR ± 3%, * environ 16,5% de caoutchouc BR ± 3%, - environ 40% de charges ± 5%, dont 20 * environ 30% de silice silanisée, * environ 9% de dioxyde de titane ± 3%, et * environ 1,5% d'huile aromatique ou compatible avec un les polymères polaires ± 1%, - environ 4% de vulcanisant ± 1%, dont : 25 * environ 3,5% de soufre, et * environ 0,5% d'accélérateur. L'invention se rapporte également à une roue supportant un câble au niveau d'une gorge centrale, en particulier pour remonté mécanique, recouverte sur sa périphérie d'un bandage tel que décrit 30 précédemment. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'illustration uniquement et représentés sur les figures annexées dans lesquelles : 35 - La figure 1 est une vue de face d'une roue pourvue d'un bandage conforme à la présente invention ; 4 - La figure 2 est une vue de côté de 1 figure 1 ; - La figure 3 est une vue de détail de la figure 2 ; et - Les figures 4 à 9 sont des vue illustrant les différentes étapes de réalisation de la roue des figures 1 à 3. An object of the present invention is therefore to solve the problems mentioned above, using a simple solution to manufacture, easy to manufacture and use. Thus, the present invention relates to a tread made of elastomeric material adapted to be mounted on the periphery of a wheel supporting a cable at a central groove, in particular for mechanical lift, comprising at least, stacked with the interior to the outside, a fabric, an inner layer and an outer layer intended to be in direct contact with the cable, characterized in that the inner layer is made of an elastomeric material having a different appearance from that of the elastomeric material constituting the outer layer, so as to form a visual indicator of wear of said outer layer when the inner layer, following abrasion wear due to the friction of the cable, appears locally under the outer layer. According to preferred embodiments, the device according to the present invention comprises at least one of the following characteristics: the elastomeric material of the inner layer and that of the outer layer comprise at least one filler and at least one vulcanizing agent, said fillers and said vulcanizing agents being chosen so that the inner and outer layers have a different appearance; the elastomeric materials of the inner layer and the outer layer have a similar shore hardness, close to 80 to 90 Shore; the charge (s) of the inner layer have a color contrasting with that of the charge (s) of the outer layer, for example a white color for the inner layer and a black color for the layer. external ; the thickness of the outer layer, at the location of the cable receiving groove, is of the order of 5 to 10 mm, while the total thickness of the bandage is between approximately 40 and 60 mm for a support wheel having a diameter of the order of 400 to 600 mm; the inner and outer layers are perfectly concentric and of regular respective thickness at the location of the receiving groove; the bandage further comprises a thin layer intermediate the inner layer and the outer layer, said intermediate layer having a different color from that of the outer layer and the inner layer to form a second visual wear warning indicator; imminent of the inner layer. Advantageously, the outer layer comprises: approximately 52% of ± 5% elastomer, of which: approximately 19% of natural rubber ± 4%, about 16.5% of SBR rubber ± 3%, about 16.5% % of rubber BR ± 3%, - about 45.5% of fillers ± 4.5%, of which: * about 43.5% of carbon black, and * about 1.5% of aromatic oil or compatible with a polar polymers ± 1%, - about 2.5% of vulcanizer ± 0.5%, of which: * about 2% of sulfur, and * about 0.5% of accelerator Preferably, the inner layer comprises: - approximately 56% elastomer ± 5%, but still in a higher proportion than the outer layer, of which: * about 19% of natural rubber ± 4%, * about 16.5% of SBR rubber ± 3%, * about 16% , 5% of rubber BR ± 3%, - about 40% of fillers ± 5%, of which 20 * about 30% silanized silica, * about 9% titanium dioxide ± 3%, and * about 1.5% d aromatic or polar-compatible oil ± 1%, - about 4% of vulc anizing ± 1%, of which: 25 * about 3.5% sulfur, and * about 0.5% accelerator. The invention also relates to a wheel supporting a cable at a central groove, in particular for mechanical lift, covered on its periphery with a bandage as described above. The invention will now be described in more detail with reference to particular embodiments given by way of illustration only and shown in the accompanying figures in which: Figure 1 is a front view of a wheel provided with a bandage according to the present invention; Figure 2 is a side view of Figure 1; FIG. 3 is a detail view of FIG. 2; and FIGS. 4 to 9 are views illustrating the various steps of producing the wheel of FIGS. 1 to 3.
Une roue rigide 1 conforme à la présente invention est représentée sur les figures 1 à 3 respectivement de face, de côté et en détail. Cette roue 1, destinée à recevoir un câble de traction pour pylône de remontée mécanique, est entourée par un bandage de 10 roulement 10 faisant l'objet de la présente invention. Le bandage 10, formant un anneau autour de la roue rigide, comporte une gorge centrale 11 alignée avec un axe de symétrie YY' de la roue perpendiculaire à l'axe de rotation XX' de cette dernière. 15 Comme cela est visible sur la figure 3, ce bandage 10 comporte, empilées de l'intérieur vers l'extérieur, une toile 12, une couche interne 13 et une couche externe 14 destinée à être au contact direct du câble. L'épaisseur de la couche externe 14, à l'endroit de la gorge 20 11 de réception du câble, est de l'ordre de 5 à 10 mm, tandis que l'épaisseur totale du bandage 10 est comprise entre environ 40 et 60 mm pour une roue de support 1 ayant un diamètre de l'ordre de 400 à 600 mm. Bien entendu, les couches interne 13 et externe 14 sont 25 parfaitement concentriques et d'épaisseur respective régulière, au moins à l'endroit de la gorge de réception 11. Selon une particularité de la présente invention, la couche interne 13 est réalisée dans une matière élastomère présentant un aspect différent de celui de la matière élastomère constituant la 30 couche externe 14, de manière à former un témoin visuel d'usure de ladite couche externe 14 lorsque la couche interne 13, suite à une usure par abrasion due au frottement du câble, apparaît localement sous la couche externe 14. Plus précisément, la matière élastomère constituant la couche 35 interne 13 et celle constituant la couche externe 14 comprennent au moins une charge et au moins un agent de vulcanisation, ces charges et agents de vulcanisation étant choisis pour que les couches interne 13 et externe 14 présentent l'aspect différent évoqué précédemment. Dans le cas présent, la ou les charge(s) de la couche interne 5 13 présente(nt) une couleur contrastant avec celle de la ou des charge(s) de la couche externe 14, par exemple une couleur blanche pour la couche interne 13 et une couleur noire 14 pour la couche externe. Il est donc conseillé que les élastomères des couches successives soient identiques afin d'éviter tout risque de décollement entre couches, et que les différences de formulation entre les différentes couches ne portent que sur les charges et les agents de vulcanisation. Les matières élastomères de la couche interne 13 et de la 15 couche externe 14 présentent une dureté shore similaire, proche de 80 à 90 Shore. A cet effet, la couche externe 14 comporte : - environ 52% d'élastomère ± 5%, dont : * environ 19% de caoutchouc naturel ± 4%, 20 * environ 16,5% de caoutchouc SBR ± 3%, * environ 16,5% de caoutchouc BR ± 3%, - environ 45,5% de charges ± 4,5%, dont : * environ 43,5% de noir de carbone, et * environ 1,5% d'huile aromatique ou compatible avec un 25 les polymères polaires ± 1%, - environ 2,5% de vulcanisant ± 0,5%, dont : * environ 2% de soufre, et * environ 0,5% d'accélérateur. De son côté, la couche interne 13, qui présente une couleur 30 blanche dans le cas présent, comporte : - environ 56% d'élastomère ± 5%, mais toujours dans une proportion supérieure à la couche externe, dont : * environ 19% de caoutchouc naturel ± 4%, * environ 16,5% de caoutchouc SBR ± 3%, 35 * environ 16,5% de caoutchouc BR ± 3%, - environ 40% de charges ± 5%, dont 6 * environ 30% de silice silanisée, * environ 9% de dioxyde de titane ± 3%, et * environ 1,5% d'huile aromatique ou compatible avec un les polymères polaires ± 1%, - environ 4% de vulcanisant ± 1%, dont : * environ 3,5% de soufre, et * environ 0,5% d'accélérateur. Le dioxyde de titane permet de rendre la couche interne blanche réfléchissante et donc mieux visible, d'autant que le câble apporte de la graisse qui risque de noircir ladite couche interne. L'invention consiste donc en un bandage comportant au moins deux couches d'élastomère, en particulier une couche interne 13 blanche et une couche externe 14 noire. En utilisation sur une roue de pylône de remontée mécanique, la couche externe supporte le câble et subit l'abrasion. La couche interne quant à elle combine deux fonctions, à savoir : - une fonction témoin d'usure. Ainsi, une trace blanche ou colorée différemment de la couleur de la couche externe 14 apparaît sur la bande de roulement de la roue quand le câble a creusé la couche externe noire 14 sur toute son épaisseur, à l'endroit de la gorge 11. Ainsi, il est possible pour un technicien de maintenance de voir d'en bas quelles sont les roues dont le bandage est à remplacer (en réalité la roue complète est retirée), et quand il faut les remplacer. - Une fonction thermique combinant un moindre échauffement interne et/ou une meilleure dissipation de la chaleur. Le caractère bicouche du bandage 10 permet de dissocier la fonction de résistance à l'abrasion de la fonction thermique, d'optimiser séparément les deux couches selon leurs fonctions respectives et d'améliorer leurs performances en les libérant de la contrainte d'une formulation élastomère unique commune. L'innovation combine donc à la fois une signalétique d'usure et une amélioration de la résistance à l'échauffement. Le procédé de réalisation de la roue 1, et plus 35 particulièrement du bandage 10, est décrit en relation avec les figures 4 à 9.Pour bien jouer son rôle, la couche interne 13 doit 7 être parfaitement calibrée en diamètre, et la couche externe doit lui être parfaitement concentrique Selon une première étape illustrée par la figure 4, la toile 12 est déposée sur un mandrin 20 par enroulage en faisant tourner ce dernier selon un nombre déterminé de tours pour obtenir l'épaisseur souhaitée. Selon une deuxième étape illustrée par la figure 5, une feuille d'élastomère cru calandré 16 conforme à la formulation de la couche interne 13 est déposée sur la toile 12 en faisant tourner le mandrin 20 selon un nombre déterminé de tours pour obtenir une couche interne 13 ayant l'épaisseur souhaitée. Selon une troisième étape illustrée par la figure 6, une feuille d'élastomère cru calandré 17 conforme à la formulation de la couche externe 14 est déposée sur la couche interne 13 en faisant tourner le mandrin 20 selon un nombre déterminé de tours pour obtenir une couche externe 14 ayant l'épaisseur souhaitée. Selon une quatrième étape illustrée par la figure 7, des couteux 22 viennent couper les bords des couches pour donner au bandage sa largeur. A rigid wheel 1 according to the present invention is shown in Figures 1 to 3 respectively front, side and in detail. This wheel 1, intended to receive a tow rope for a mechanical lift tower, is surrounded by a rolling band 10 which is the subject of the present invention. The tire 10, forming a ring around the rigid wheel, comprises a central groove 11 aligned with an axis of symmetry YY 'of the wheel perpendicular to the axis of rotation XX' of the latter. As can be seen in FIG. 3, this tire 10 comprises, stacked from the inside outwards, a fabric 12, an inner layer 13 and an outer layer 14 intended to be in direct contact with the cable. The thickness of the outer layer 14, at the location of the groove 20 for receiving the cable, is of the order of 5 to 10 mm, while the total thickness of the tire 10 is between about 40 and 60 mm for a support wheel 1 having a diameter of the order of 400 to 600 mm. Of course, the inner 13 and outer 14 layers are perfectly concentric and of regular respective thickness, at least at the location of the receiving groove 11. According to a feature of the present invention, the inner layer 13 is made in a an elastomeric material having a different appearance from that of the elastomeric material constituting the outer layer 14, so as to form a visual indicator of wear of said outer layer 14 when the inner layer 13, due to abrasion wear due to the friction of the cable, appears locally under the outer layer 14. More specifically, the elastomeric material constituting the inner layer 13 and that constituting the outer layer 14 comprise at least one filler and at least one vulcanizing agent, these fillers and vulcanizing agents being chosen so that the inner 13 and outer 14 layers have the different appearance mentioned above. In the present case, the charge (s) of the inner layer 13 (have) a color contrasting with that of the charge (s) of the outer layer 14, for example a white color for the inner layer 13 and a black color 14 for the outer layer. It is therefore recommended that the elastomers of the successive layers be identical in order to avoid any risk of separation between layers, and that the differences in formulation between the different layers relate only to the fillers and the vulcanizing agents. The elastomeric materials of the inner layer 13 and the outer layer 14 have a similar shore hardness, close to 80 to 90 Shore. For this purpose, the outer layer 14 comprises: - about 52% elastomer ± 5%, of which: * about 19% of natural rubber ± 4%, 20 * about 16.5% of SBR rubber ± 3%, * about 16.5% of rubber BR ± 3%, - approximately 45.5% of fillers ± 4.5%, of which: * about 43.5% of carbon black, and * about 1.5% of aromatic oil or compatible with a polar polymer ± 1%, - about 2.5% vulcanizer ± 0.5%, of which: * about 2% sulfur, and * about 0.5% accelerator. For its part, the inner layer 13, which has a white color in the present case, comprises: - about 56% elastomer ± 5%, but still in a proportion greater than the outer layer, of which: * about 19% of natural rubber ± 4%, * about 16.5% of rubber SBR ± 3%, 35 * about 16.5% of rubber BR ± 3%, - about 40% of fillers ± 5%, of which 6 * about 30% silanized silica, * about 9% titanium dioxide ± 3%, and * about 1.5% aromatic or polar polymer compatible oil ± 1%, - about 4% vulcanizer ± 1%, of which: * about 3.5% sulfur, and * about 0.5% accelerator. Titanium dioxide makes it possible to make the white inner layer reflective and therefore more visible, especially since the cable provides grease that may blacken the inner layer. The invention therefore consists of a bandage comprising at least two elastomer layers, in particular a white inner layer 13 and an outer black layer 14. In use on a mechanical lift pylon wheel, the outer layer supports the cable and undergoes abrasion. The inner layer itself combines two functions, namely: - a wear indicator function. Thus, a white or differently colored trace of the color of the outer layer 14 appears on the tread of the wheel when the cable has dug the black outer layer 14 over its entire thickness, at the location of the groove 11. Thus it is possible for a service technician to see from below which wheels the tire is to be replaced (actually the complete wheel is removed), and when to replace them. - A thermal function combining lower internal heating and / or better heat dissipation. The bilayer character of the tire 10 makes it possible to dissociate the abrasion resistance function from the thermal function, to separately optimize the two layers according to their respective functions and to improve their performance by releasing them from the stress of an elastomer formulation unique common. The innovation therefore combines both a sign of wear and an improvement of the resistance to heating. The method of producing the wheel 1, and more particularly of the tire 10, is described in connection with FIGS. 4 to 9. In order to play its role well, the inner layer 13 must be perfectly calibrated in diameter, and the outer layer It must be perfectly concentric In a first step illustrated in Figure 4, the fabric 12 is deposited on a mandrel 20 by winding by rotating the latter in a predetermined number of turns to obtain the desired thickness. According to a second step illustrated in FIG. 5, a calendered raw elastomer sheet 16 conforming to the formulation of the inner layer 13 is deposited on the fabric 12 by rotating the mandrel 20 in a determined number of turns to obtain an inner layer 13 having the desired thickness. According to a third step illustrated in FIG. 6, a calendered raw elastomer sheet 17 conforming to the formulation of the outer layer 14 is deposited on the inner layer 13 by rotating the mandrel 20 in a determined number of turns to obtain a layer external 14 having the desired thickness. In a fourth step illustrated in Figure 7, expensive 22 come to cut the edges of the layers to give the bandage its width.
Selon une cinquième étape illustrée par la figure 8, des flasques de vulcanisation 24 sont posées de part et d'autre du manchon en vue d'une étape de vulcanisation. Selon une sixième étape illustrée par la figure 9, une sangle 26 est enroulée autour des couches 20 selon un nombre déterminé de 25 tours pour maintenir ces dernières ensemble. Par la suite, une étape de vulcanisation par exemple en autoclave est réalisée pour créer une adhérence des couches interne et externe et former le bandage. Le manchon vulcanisé est ensuite détringlé, le bandage alors est tronçonné/usiné (peu importe 30 l'ordre) pour lui donner sa forme finale, notamment sa largeur précise et pour former la gorge 11. Selon une variante de réalisation non représentée, le bandage comporte en outre une fine couche intermédiaire entre la couche interne 13 et la couche externe 14, ladite couche intermédiaire 35 présentant une couleur différente de celle de la couche externe 14 et de la couche interne 13 pour former un second témoin visuel 8 d'alerte d'usure imminente de la couche interne, avant que le témoin principal d'usure n'apparaisse. En d'autres termes, lorsque la couche externe est usée, la couche intermédiaire commence à apparaître, ce qui indique que la couche interne est sur le point d'être usée également et qu'il reste peu de temps avant de changer la roue. Il va de soi que la description détaillée de l'objet de l'Invention, donnée uniquement à titre d'illustration, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention. Ainsi, les couleurs choisies pour les différentes couches peuvent différer dès lors que la fonction de témoin d'usure est toujours fournie par la différence importante de contraste entre la couche externe et la(les) couche(s) interne(s). According to a fifth step illustrated in FIG. 8, vulcanization flanges 24 are placed on either side of the sleeve with a view to a vulcanization step. According to a sixth step illustrated in FIG. 9, a strap 26 is wrapped around the layers 20 in a determined number of turns to hold them together. Subsequently, a vulcanization step for example in an autoclave is performed to create an adhesion of the inner and outer layers and form the bandage. The vulcanized sleeve is then loosened, the bandage is then cut / machined (in any order) to give it its final shape, in particular its precise width and to form the groove 11. According to a variant embodiment not shown, the bandage further comprises a thin layer intermediate between the inner layer 13 and the outer layer 14, said intermediate layer 35 having a color different from that of the outer layer 14 and the inner layer 13 to form a second visual warning indicator 8 imminent wear of the inner layer before the main wear indicator appears. In other words, when the outer layer is worn, the intermediate layer begins to appear, indicating that the inner layer is about to be worn out too and there is little time before changing the wheel. It goes without saying that the detailed description of the subject of the invention, given solely by way of illustration, does not in any way constitute a limitation, the technical equivalents also being included in the scope of the present invention. Thus, the colors chosen for the different layers may differ as soon as the wear indicator function is always provided by the significant difference in contrast between the outer layer and the inner layer (s).
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- 2009-11-06 FR FR0957861A patent/FR2952338B1/en active Active
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FR2952338B1 (en) | 2014-07-04 |
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